Apa yang akan terjadi jika saya pasang LED ke sirkuit yang sempurna

Jika saya memiliki LED yang memiliki tegangan maju 2,2 volt dengan arus maju 20mA dan saya entah bagaimana membuat baterai yang persis 2,2 volt dan saya meletakkan LED itu, dan hanya LED itu, pada baterai itu, seperti apa arusnya ?

Saya hanya bingung bagaimana cara kerja dioda / LED. Saya mengerti biasanya Anda akan mengatakan baterai 5V dan resistor yang Anda masukkan seri dengan LED akan mengontrol arus. Saya hanya berusaha untuk lebih memahami karakteristik LED.

Terima kasih

— Tyler DeWitt
sumber

Anda dapat mengukur tegangan pada LED pada 20mA, kemudian memasok tepat tegangan yang sama untuk itu dan meminta 20mA. Namun, bahkan sedikit penyimpangan dari tegangan itu dan perubahan suhu LED akan memiliki efek besar secara proporsional pada arus LED.

— Olin Lathrop

Dapatkan lembar data dan lihat diagram.

— starblue

@ OlinLathrop - Saya pikir Anda mungkin berarti 'tidak proporsional'. 'Proportionately' menyarankan linearitas.

— JustJeff

@JustJeff: Ups, ya. Terlambat untuk mengedit sekarang.

— Olin Lathrop

Jawaban:

Secara teori, ini akan berhasil, dan Anda bisa mendapatkan 20mA. Namun, ini adalah sistem yang sangat rapuh yang Anda gambarkan. Jika sesuatu berubah sedikit, Anda tidak akan mendapatkan arus yang Anda inginkan. Misalnya, Anda perlu mengontrol / mengetahui yang berikut:

Suhu dioda yang beroperasi pada, mungkin bertanggung jawab untuk pemanasan sendiri
Tegangan persis yang dioda menarik 20mA pada suhu Anda (perhatikan bahwa lembar data mungkin akan memberikan nilai "nominal" atau toleransi - Anda perlu mengetahui tegangan yang tepat.
Catu daya (baterai) Anda harus jauh lebih presisi daripada yang praktis untuk hanya mengendarai LED

Masalahnya adalah bahwa dioda mengubah arusnya secara dramatis dengan perubahan tegangan yang sangat kecil. Ini dapat dilihat dalam persamaan dioda Shockley:

I = I_{s} (e^{\frac{V}{n V_{T}}} - 1)

$\Large I=I_s ( e^{\frac{V}{n V_T}}-1)$

Ini menunjukkan bahwa arus (I) bervariasi secara eksponensial dengan tegangan yang diberikan (V). Jadi sementara itu mungkin untuk menerapkan tegangan tetap ke dioda dan mendapatkan arus yang tepat, sulit. Arus dioda relatif mudah dikendalikan dalam mode saat ini, karena Anda dapat membuat sumber arus kasar dengan resistor dan ruang kepala tegangan yang cukup. Inilah yang terjadi ketika Anda memiliki resistor secara seri dengan dioda Anda pada 5V. Alternatifnya adalah sink arus konstan, yang mudah dilakukan pada IC. Ini muncul sebagai chip driver LED yang dapat menenggelamkan arus yang diprogram, dan mereka bekerja dengan baik juga.

— W5VO
sumber

aneh ... naluriku adalah bahwa dioda akan membuat korsleting, karena tidak ada yang membatasi arus.

— Tevo D

Terima kasih atas info hebatnya. Ketika Anda mengatakan chip driver LED dapat menenggelamkan arus terprogram, apa maksud Anda? Ketika saya membaca tentang driver LED, tampaknya mereka masih membutuhkan resistor yang dilemparkan ke sana. Terima kasih

— Tyler DeWitt

Karakteristik intrinsik dari dioda membatasi arus. Sekali lagi, karena ada hubungan eksponensial antara tegangan dan arus, pasti akan sulit untuk menggunakan dioda dengan cara ini. Akhirnya (jika dioda tidak melebur) resistansi seri dioda akan membatasi arus.

— W5VO

Pelajari sesuatu yang baru setiap hari ... atau banyak hal baru di hari yang baik. Harus merenungkan ide ini lagi. Terima kasih

— Tevo D

@ TylerDeWitt saya mengacu pada chip seperti TI TLC5940, et. Al. yang pada dasarnya bertindak sebagai sink saat switchable. Mungkin ada resistor untuk mengatur arus referensi, tetapi tidak ada resistor secara seri dengan LED.

— W5VO

Ini akan menjadi jelas pada pertimbangan itu

"LED gambar 20 mA ketika Anda menerapkan 2.2V akan menarik 20 mA saat Anda menerapkan 2.2 Volts" :-)

yaitu dalam situasi ideal Anda, Anda memiliki stabilitas. Tetapi pertanyaan Anda menunjukkan bahwa Anda sangat sadar bahwa di dunia nyata situasi ideal ini tidak akan berlaku. Menyadari ini adalah awal yang baik.

Seperti yang dikatakan Starblue, melihat lembar data adalah ide yang bagus.

Di bawah ini adalah kurva tegangan versus arus untuk LED yang cukup tipikal. Pembuat mengatakan bahwa secara nominal dinilai 100 mA pada 3,2V tetapi melihat pada kurva menunjukkan bahwa seperti yang ditarik itu turun 3,3V pada 100 mA. Tabel dan kurva keduanya dimaksudkan untuk menjadi nilai "khas" - ini adalah awal yang buruk ketika lembar data tidak setuju dengan itu sedikit, tetapi tidak penting di sini dan menunjukkan hubungan yang tidak tepat antara Vf dan If dalam prakteknya untuk LED yang dipilih secara acak. Lembar data mengatakan Vf bisa serendah 2,9V dan setinggi 3,5V pada 100 mA.

Lihatlah kurva dan catat apa yang terjadi untuk LED tipikal jika Vf diubah dari 3.3V (= 100 mA) ke 3.4V. Pada 3,7V itu menarik 200 mA, sekitar 4,05V = 300 mA dan pada 4,4V itu menarik 400 mA.

Yaitu, untuk perubahan Vf dari 3.3V ke 4.4V = ~ peningkatan tegangan 33%, arus beralih dari 100 mA menjadi 400 mA.

Beberapa latihan sederhana, yang akan sangat membantu pemahaman Anda jika Anda melakukannya sendiri, akan memberi Anda perasaan yang jauh lebih baik untuk apa yang terjadi dalam kehidupan nyata. Coba cari tahu keadaan stabil pada kurva ini untuk tegangan catu daya tetap dan serangkaian nilai resistor. Kemudian coba nilai resistor tetap dan serangkaian tegangan catu daya.

Beri tahu kami jika ini membantu pemahaman Anda.

masukkan deskripsi gambar di sini

— Russell McMahon
sumber